Primož MIKUŠ
UVEDBA VODNIH PREMAZNIH SISTEMOV V LESNOPREDELOVALNO PODJETJE IN
REKONSTRUKCIJA LAKIRNICE ZA ZMANJŠANJE EMISIJ HOS
DIPLOMSKO DELO Visokošolski strokovni študij
Ljubljana 2008
Primož MIKUŠ
UVEDBA VODNIH PREMAZNIH SISTEMOV
V LESNOPREDELOVALNO PODJETJE IN REKONSTRUKCIJA LAKIRNICE ZA ZMANJŠANJE EMISIJ HOS
DIPLOMSKO DELO Visokošolski strokovni študij
INTRODUCTION OF WATER-BORNE COATING SYSTEMS INTO A WOOD PROCESSING ENTERPRISE AND RECONSTRUCTION
OF THE FINISHING PLANT TO DECREASE VOC EMISSIONS GRADUATION THESIS
Higher professional studies
Ljubljana, 2008
Diplomsko delo je zaključek visokošolskega strokovnega študija lesarstva. Opravljeno je bilo na Katedri za pohištvo Oddelka za lesarstvo na Biotehniški fakulteti v Ljubljani.
Senat Oddelka za lesarstvo Biotehniške fakultete je za mentorja imenoval prof. dr. Marka Petriča, za recenzenta pa doc. dr. Milana Šerneka.
Komisija za oceno in zagovor:
Predsednik:
Član:
Datum zagovora:
Naloga je rezultat lastnega raziskovalnega dela.
Primož Mikuš
KLJUČNA DOKUMENTACIJSKA INFORMACIJA ŠD Vs
DK UDK 630*829.17:829.12
KG premazi za les/vodni sistemi/odpornostne lastnosti/uredba HOS AV MIKUŠ, Primož
SA PETRIČ, Marko (mentor)/ŠERNEK Milan (recenzent) KZ SI-1000 Ljubljana, Rožna dolina, c. VIII/34
ZA Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za lesarstvo LI 2008
IN UVEDBA VODNIH PREMAZNIH SISTEMOV V LESNOPREDELOVALNO PODJETJE IN REKONSTRUKCIJA LAKIRNICE ZA ZMANJŠANJE EMISIJ HOS
TD Diplomsko delo (visokošolski strokovni študij) OP IX, 56 str., 39 pregl., 22 sl., 12 vir.
IJ sl JI sl/en
AI Podjetje Lipa d.d. je zavezanec Uredbe o emisijah hlapnih organskih spojin (HOS) iz naprav, ki uporabljajo organska topila. Zaradi zahtev te uredbe v podjetju uvajajo vodne premazne sisteme; uvedba le-teh pa zahteva celovito prenovo lakirniških naprav. Načrt za prenovo sušilnih linij je že pripravljen. Eden izmed najpomembnejših korakov pri prehodu na vodne premaze je ugotavljanje primernosti njihovih lastnosti. Pri različnih možnih alternativnih vodnih premaznih sistemih smo določili oprijemnost, sijaj, odpornost proti razenju ter odpornost proti udarcem in izbrane lastnosti primerjali z lastnostmi poliuretanskih premazov na osnovi organskih topil. Primerjava je pokazala, da testirani vodni premazni sistemi izkazujejo zadovoljive lastnosti. Obstoječe poliuretanske lake na osnovi organskih topil bi zato lahko, z ozirom na preskušene lastnosti, zamenjali s testiranimi okolju prijaznejšimi vodnimi laki z nizkim deležem HOS.
KEY WORDS DOCUMENTATION DN Vs
DC UDC 630*829.17:829.12
CX wood coatings/water-borne systems/resistance properties/VOC directive AU MIKUŠ, Primož
AA PETRIČ, Marko (supervisor)/ŠERNEK, Milan (co-supervisor) PP SI- 1000 Ljubljana, Rožna dolina, c. VIII/34
PB University of Ljubljana, Biotechnical Faculty, Department of Wood Science and Technology
PY 2008
TI INTRODUCTION OF WATER-BORNE COATING SYSTEMS INTO A WOOD PROCESSING ENTERPRISE AND RECONSTRUCTION OF THE FINISHING PLANT TO DECRASE VOC EMISSIONS
DT Graduation thesis (Higher professional studies) NO IX, 56 p., 39 tab., 22 fig., 12 ref.
LA sl AL sl/en
AB Lipa Enterprise is a subject of the Decree on emissions of volatile organic compounds (VOC) from installations using organic solvents. Due to the requirements of this decree, the enterprise is implementing water coating systems.
The implementation of these systems requires a wholesome renovation of finishing installations. The plan for the renovation of the finishing line has already been drafted. One of the most important steps regarding water coatings is to determine suitability of their features. Hence, in case of various possible alternative water coating systems, we have defined adherence, glow, resistance to scratching as well as impact resistance, and compared the selected characteristics to properties of organic solvent based polyurethane coatings. The comparison has shown that the tested water coating systems display satisfying characteristics. Therefore, with regard to the examined features, the existing organic solvent based polyurethane varnishes could be replaced by the tested environment friendly water varnishes with a low VOC content.
KAZALO VSEBINE str.
KLJUČNA DOKUMENTACIJSKA INFORMACIJA III
KEY WORDS DOCUMENTATION IV
KAZALO VSEBINE V
KAZALO PREGLEDNIC VII
KAZALO SLIK VIII
SEZNAM OKRAJŠAV IX
1 UVOD ... 1
2 SPLOŠNI DEL... 2
2.1 POVRŠINSKA OBDELAVA LESA ... 2
2.2 PREGLED PREMAZOV IN NJIHOVE LASTNOSTI ... 3
2.2.1 Lužila ... 3
2.2.2 Laki ... 4
2.3 TEHNIKE NANAŠANJA PREMAZNIH SREDSTEV ... 6
2.3.1 Postopek površinske obdelave z brizganjem... 6
2.4 UTRJEVANJE PREMAZOV ... 8
2.4.1 Fizikalno utrjevanje premazov ... 8
2.4.2 Kemično utrjevanje premazov ... 8
2.5 SUŠILNE LINIJE ZA PREMAZE... 9
2.6 VPLIV NEKATERIH DEJAVNIKOV NA SUŠENJE PREMAZOV ... 10
2.6.1 Vpliv temperature ... 10
2.6.2 Vpliv hitrosti gibanja zraka... 10
2.6.3 Vpliv debeline nanosa... 10
2.6.4 Vpliv vrste podlage na sušenje premazov ... 10
2.7 PRIPRAVA POVRŠINE ZA NADALJNJO OBDELAVO... 11
2.7.1 Brušenje lesnih površin... 11
2.7.2 Brušenje filmov... 12
2.7.3 Čiščenje površine in odsesavanje prahu... 13
2.8 UREDBA O EMISIJAH HOS IZ NAPRAV, KI UPORABLJAJO ORGANSKA TOPILA... 13
2.8.1 Cilj in namen uredbe... 14
2.8.2 Nadomestne možnosti za zmanjšanje porabe in emisij HOS ... 14
3 MATERIALI IN METODE ... 16
3.1 IZDELKI PODJETJA LIPA D.D... 16
3.2 OBNOVA ODDELKA POVRŠINSKE OBDELAVE KOSOVNEGA IN PLOSKOVNEGA POHIŠTVA... 16
3.2.1 Analiza obstoječega stanja... 17
3.2.2 Lakirna linija CEFLA... 18
3.2.3 Sušilni kanal SPRAYBOTIC... 20
3.2.4 Rekonstrukcija površinske obdelave kosovnega pohištva... 22
3.2.5 Predvideno stanje po rekonstrukciji... 22
3.2.6 Potek eksperimentalnega dela ... 23
3.3 MATERIALI ... 24
3.3.1 Podlaga z bukovim furnirjem... 24
3.3.2 Vzorci iz vlaknene plošče (MDF) ... 26
3.4 METODE ... 28
3.4.1 Merjenje debeline suhega filma laka ... 28
3.4.2 Merjenje oprijemnosti premaznih sistemov... 29
3.4.3 Merjenje odpornosti proti udarcem ... 29
3.4.4 Merjenje odpornosti proti razenju površine... 30
3.4.5 Merjenje sijaja ... 31
4 REZULTATI... 32
4.1 DEBELINA SUHIH FILMOV... 32
4.1.1 Debelina filmov na podlagi z bukovim furnirjem ... 32
4.1.2 Debelina suhih filmov na MDF ploščah... 35
4.2 OPRIJEMNOST PREMAZNIH SISTEMOV... 38
4.2.1 Oprijemnost premaznih sistemov na bukovi podlagi... 38
4.2.2 Oprijemnost premaznih sistemov na MDF ploščah ... 40
4.3 ODPORNOST PROTI UDARCEM... 41
4.3.1 Odpornost proti udarcem na bukovi podlagi ... 41
4.3.2 Odpornost proti udarcem na MDF podlagi ... 42
4.4 ODPORNOST PROTI RAZENJU... 44
4.4.1 Odpornost proti razenju na bukovih podlagah ... 44
4.4.2 Odpornost lakov na ploščah MDF proti razenju... 45
4.5 SIJAJ... 46
4.5.1 Sijaj premaznih sredstev na bukovih podlagah... 46
4.5.2 Sijaj na MDF ploščah... 47
4.6 OCENA EMISIJ HOS IN STROŠKOV LAKIRANJA PRI ZAMENJAVI PU LAKOV Z UV AC VODNIMI LAKI ... 48
5 RAZPRAVA IN SKLEPI... 50
5.1 RAZPRAVA... 50
5.1.1 Debelina suhih filmov... 50
5.1.2 Oprijemnost ... 50
5.1.3 Odpornost proti udarcem ... 50
5.1.4 Razenje ... 51
5.1.5 Sijaj ... 51
5.2 SKLEPI... 51
6 POVZETEK... 53
7 VIRI ... 55
8 ZAHVALA
KAZALO PREGLEDNIC str.
Preglednica 1: Temperatura zraka v sušilnem kanalu ... 20
Preglednica 2: Zdravju in okolju nevarne kemijske sestavine temeljnega laka ... 25
Preglednica 3: Fizikalne in kemijske lastnosti temeljnega laka ... 25
Preglednica 4: Zdravju in okolju nevarne kemijske sestavine končnega laka ... 25
Preglednica 5: Fizikalne in kemijske lastnosti končnega laka ... 26
Preglednica 6: Zdravju in okolju nevarne kemijske sestavine temeljnega prekrivnega laka ... 27
Preglednica 7: Fizikalne in kemijske lastnosti temeljnega prekrivnega laka ... 27
Preglednica 8: Zdravju in okolju nevarne kemijske sestavine končnega prekrivnega laka 27 Preglednica 9: Fizikalne in kemijske lastnosti končnega prekrivnega laka ... 27
Preglednica 10: Debelina suhega filma PU laka na bukovi podlagi... 32
Preglednica 11: Debelina suhega filma vodnega laka na bukovi podlagi, (vzorec 4 a) ... 33
Preglednica 12: Debelina suhega filma vodnega laka na bukovi podlagi, (vzorec 3 a) ... 34
Preglednica 13: Debelina suhega filma na bukovi podlagi, (vzorec 1 a) ... 34
Preglednica 14: Debelina suhega filma PU laka na MDF plošči (vzorec 4/4 b)... 35
Preglednica 15: Debelina suhega filma vodnega laka na MDF plošči (vzorec 1 b)... 36
Preglednica 16: Debelina suhega filma vodnega laka na MDF plošči (vzorec 4 b)... 37
Preglednica 17: Oprijemnost (MPa) premaznih sistemov na podlagi z bukovim furnirjem38 Preglednica 18: Oprijemnost prekrivnih premaznih sistemov (MPa) na MDF podlagi... 40
Preglednica 19: Ocene odpornosti proti udarcem - PU lak ... 41
Preglednica 20: Ocene odpornosti proti udarcem - vodni lak (vzorec 1 a) ... 41
Preglednica 21:Ocene odpornosti proti udarcem - vodni lak (vzorec 3 a) ... 41
Preglednica 22: Ocene odpornosti proti udarcem - vodni lak (vzorec 4 a) ... 42
Preglednica 23: Ocene odpornosti proti udarcem na MDF podlagi PU laka ... 42
Preglednica 24: Ocene odpornosti proti udarcem na MDF podlagi - vzorec 1 b ... 42
Preglednica 25: Ocene odpornosti proti udarcem na MDF podlagi - vzorec 4 b ... 42
Preglednica 26: Ocene odpornosti proti udarcem na MDF podlagi - vzorec 4/4 b ... 43
Preglednica 27: Ocene odpornosti proti udarcem na MDF podlagi - vzorec 1 b ... 43
Preglednica 28: Ocene odpornosti proti udarcem na MDF podlagi - vzorec 4 b ... 43
Preglednica 29: Ocene odpornosti proti udarcem na MDF podlagi - vzorec 4/4 b ... 43
Preglednica 30: Ocene odpornosti proti udarcem na MDF podlagi - vzorec 1 b ... 44
Preglednica 31: Ocene odpornosti proti udarcem na MDF podlagi - vzorec 4 b ... 44
Preglednica 32: Razenje PU laka - podlaga bukev... 44
Preglednica 33: Razenje vodni lak - podlaga bukev... 45
Preglednica 34: Razenje PU laka - podlaga MDF... 45
Preglednica 35: Razenje vodni lak - podlaga MDF... 45
Preglednica 36: Vrednost sijaja PU laka - podlaga bukev... 46
Preglednica 37: Vrednost sijaja vodnega laka - podlaga bukev ... 46
Preglednica 38: Vrednost sijaja PU laka – podlaga MDF... 47
Preglednica 39: Vrednost sijaja vodni lak – podlaga MDF... 47
KAZALO SLIK str.
Slika 1: Lakirna linija CEFLA ... 19
Slika 2: Komandna plošča CEFLA ... 19
Slika 3: Lakirna linija CEFLA, sušilni kanal SPRAYBOTIC ... 21
Slika 4: Priprava vzorcev za merjenje debeline filma ... 28
Slika 5: Merjene debeline filma ... 28
Slika 6: Priprava vzorca za merjenje oprijemnosti... 29
Slika 7: Naprava za merjenje oprijemnosti... 29
Slika 8: Naprava za merjenje odpornosti proti udarcem ... 30
Slika 9: Naprava za merjenje razenja površine ... 30
Slika 10: Naprava za merjenje sijaja ... 31
Slika 11: Debelina suhega filma PU laka – PU 3/3 a ... 32
Slika 12: Debelina suhega filma vodnega laka – vodni 4 a... 33
Slika 13: Debelina suhega filma laka – vodni 3 a ... 34
Slika 14: Debelina suhega filma laka – vodni 1 a ... 35
Slika 15: Debelina suhega filma prekrivnega laka – PU 4/4 b... 36
Slika 16: Debelina suhega filma laka – vodni 1 b ... 37
Slika 17: Debelina suhega filma laka – vodni 4 b ... 38
Slika 18: Prikaz oprijemnosti posameznega sistema na bukovi podlagi... 39
Slika 19: Površina po odtrganju pečata na bukovi podlagi ... 39
Slika 20: Prikaz površine po odtrganju pečata na MDF podlagi... 40
Slika 21: Prikaz sijaja po sistemih na bukovi podlagi... 47
Slika 22: Prikaz sijaja po sistemih na MDF ploščah ... 48
SEZNAM OKRAJŠAV HOS hlapne organske spojine
VOC volatile organic compounds
ARSO Agencija Republike Slovenije za okolje IVP iverna plošča
MDF vlaknena plošča srednje gostote (medium density fiberboard) UV ultravijolična
IR infrardeča
MV mikrovalovi
VF visoka frekvenca
PU poliuretan
CN nitroceluloza
PE poliester
HVLP high volume – low pressure IBC intermediate bulk container
RTO regeneracijska termična oksidacija
1 UVOD
Vse življenje nas obkroža les in marsikaj lahko naredimo iz njega. Les je plemenit naravni material. Ugotovimo lahko tudi, da je les moderen material, da doba lesa še traja in da prednosti lesa močno prekašajo njegove negativne lastnosti. Da bi ohranili njegov videz in kakovost, ga moramo ustrezno zaščititi. Najpomembnejša zaščitna sredstva pred abiotskimi dejavniki, ki imajo tudi zelo pomembno dekorativno funkcijo, so površinski premazi.
Klasični premazi za les vsebujejo organska topila in redčila oziroma hlapne organske spojine (HOS). Le-te škodljivo vplivajo na zdravje ljudi in na okolje. Tisti, ki se z različnimi topili srečujejo v proizvodni dejavnosti, že dlje časa vedo, da bodo v kratkem morali uporabo hlapnih organskih snovi močno omejiti.
Za področje površinske obdelave lesa je pomembna direktiva, ki ureja vnos HOS v okolje.
Ta direktiva je Direktiva Sveta 1999/13/ES o omejevanju emisij hlapnih organskih spojin zaradi uporabe organskih topil v nekaterih dejavnostih in obratih - direktiva VOC.
Podjetje Lipa d.d. je zavezanec te direktive. V ta namen smo primerjalno testirali PU lake in lake na vodni osnovi z namenom, da bi ugotovili odpornostne lastnosti obeh sistemov.
Namen naloge je ugotoviti, kateri premazni sistem najbolj ustreza zahtevam površinske obdelave in ali bi z zamenjavo sistema zmanjšali vnos HOS v okolje.
2 SPLOŠNI DEL
2.1 POVRŠINSKA OBDELAVA LESA
Pojem površinske obdelave
Pojem površinska obdelava obsega vse faze tehnološkega procesa, v katerem po določenem sistemu površino izdelka oplemenitimo z brušenjem in glajenjem, nanašanjem najrazličnejših tekočih ali pastoznih, barvnih ali brezbarvnih premaznih sredstev, s sušenjem oziroma utrjevanjem in morda tudi s končnim poliranjem ali drugačno obdelavo končne lakirne površine. Spremenimo lastnosti površin kot so barva, videz, prijetnost na otip, in lesu zagotovimo delno zaščito pred mehanskimi poškodbami in fizikalno- kemičnimi vplivi okolja, ki se pojavijo med uporabo izdelka iz lesa.
Pomen površinske obdelave lesa
Pomen visokokakovostnega pohištva je v medsebojni skladnosti najpomembnejših lastnosti, kot so funkcionalnost, vrsta in kakovost lesnega tvoriva, lepa oblika in natančna izdelava, dekorativen videz, prijetna površina na otip, primerna mehanska obstojnost površine ter odsotnost neprijetnega vonja, ki kaže, da lahko iz lesnega tvoriva ali filma izhlapevajo celo strupene snovi. Zaradi kakršne koli neskladnosti med navedenimi lastnostmi se pohištvo uvršča v nižji kakovostni razred. Pri tem je pomen površinske obdelave izjemen. Dve skrajnosti predstavljata naslednja primera:
a) pohištvo, izdelano iz manj kakovostnih tvoriv, je mogoče s primernim, vendar običajno zahtevnejšim postopkom površinske obdelave oplemenititi in s tem uvrstiti v višji razred;
b) pohištvo, izdelano iz kakovostnih tvoriv, je mogoče s slabo izbrano in nestrokovno izvedeno površinsko obdelavo razvrednotiti v izdelek, ki ga je mogoče prodati le na razprodaji.
Naloge površinske obdelave lesa Naloge površinske obdelave so:
- poudarjanje naravne lepote lesa (tekstura, barva),
- zaščita površin pred klimatskimi, mehanskimi in kemičnimi vplivi, - povečanje tržne vrednosti izdelkov,
- lažje čiščenje in vzdrževanje izdelkov.
Delitev tehnoloških operacij površinske obdelave
Glede na namen tehnoloških operacij lahko površinsko obdelavo delimo na:
- pripravljalna dela in - dovrševalna dela.
S pripravljalnimi deli površino obdelovanca pripravimo na nanos površinskega sredstva:
- brušenje,
- odstranjevanje smol in razmaščevanje, - odstranjevanje različnih madežev, - odstranjevanje ostankov lepil, - beljenje in osvetljevanje, - luženje.
Med dovrševalna dela pa štejemo:
- nanašanje premaza in - njegovo sušenje.
2.2 PREGLED PREMAZOV IN NJIHOVE LASTNOSTI Osnovne vrste premaznih sredstev so:
- kiti in polnilci por, - lužila,
- brezbarvne temeljne ter končne lazure, - barvne temeljne ter končne lazure, - brezbarvni temeljni ter končni laki, - barvni temeljni ter končni laki.
2.2.1 Lužila
Lužila so najpomembnejša dekorativna sredstva za polepšanje in oplemenitenje površine lesnih izdelkov. Z njimi zmanjšamo preveliko ali povečamo premajhno barvno raznolikost, poživimo teksturo lesa in povečamo obstojnost oziroma trajnost barve izdelka.
Lužila so premazna sredstva, ki vsebujejo barvila, mikronizirane barvne pigmente ali kovinske soli (npr. kalijev dikromat, železov klorid, kromov sulfat, kobaltove in bakrove soli), raztopljene ali dispergirane v vodi ali v organskih topilih. Običajno vsebujejo tudi majhne količine veziva.
Vodna lužila
Vodna lužila so disperzije sintetičnih barvil z dodatkom transparentnih pigmentov in v vodni raztopini zelo razredčenega vezivnega sredstva. Vsebujejo tudi pomožna sredstva za izboljšanje dispergiranja, za zmanjšanje usedanja in za upočasnitev biološkega razkroja.
Vodna lužila dobavljajo proizvajalci v prahu, ki ga pred uporabo po navodilih raztopimo v hladni vodi. Želene barvne učinke dosežemo z uporabo ustrezne vrste lužila in tehnike nanašanja.
Prednosti vodnih lužil:
- ekonomičnost,
- manjše onesnaževanje okolja,
- zelo dobro barvanje in doseganje različnih barvnih slik, - enostavno čiščenje nanašalne preme.
Pomanjkljivosti vodnih lužil:
- kratkotrajna uporabnost pripravljenih lužil,
- močno dvigajo lesna vlakna in povečujejo hrapavost, s tem pa je tudi potrebno brušenje temeljnega laka,
- slaba oprijemnost laka, če obdelovancev po luženju dovolj ne osušimo, - pogosto slabša svetlobna obstojnost barve,
- posode in delovne naprave morajo biti iz nerjavečega jekla ali plastike.
Lužila na osnovi organskih topil
To so raztopine sintetičnih barvil ali disperzije transparentnih pigmentov v zelo razredčeni raztopini veziva v organskih topilih, z dodatki različnih pomožnih sredstev. Večinoma jih dobavljajo že pripravljena za nanašanje ali jih izdelajo v višji koncentraciji, nato jih pred uporabo po potrebi razredčimo. Z medsebojnim mešanjem različnih tonov istovrstnih lužil je mogoče pripraviti vmesne in individualne odtenke. Izdelujejo jih v številnih različnih vrstah, kot so:
- pigmentna lužila za enakomerno in čisto barvanje trdega lesa, ki imajo manj izrazito teksturo,
- oljna lužila za rustikalno obarvanje hrasta z oljnim vezivom in topili, ki zelo malo dvigajo lesna vlakna,
- alkoholna lužila, zelo primerna za luženje kosovnih izdelkov iz masivnega lesa, hitro se sušijo in malo dvigajo vlakna.
2.2.2 Laki Nitrocelulozni laki (CN)
Nitroceluloza oziroma celulozni nitrat je celulozni ester dušikove kisline, ki nastane pri nitriranju bombaža ali lesne celuloze. Nitriranje je uvajanje nitro skupine (NO2) v organsko snov z zmesjo koncentrirane dušikove in žveplove kisline. Zaradi krhkosti nitroceluloznega filma tem lakom dodajamo mehčala, dodatno pa lake CN izboljšamo z alkidnimi in tudi drugimi smolami. Prej naštetim sestavinam dodajajo še topila in sredstva za povečanje brusnosti in za motnenje laka. Pomembne lastnosti teh lakov so dobro omakanje površine, s čimer poživijo barvo in teksturo lesa, hitrost sušenja, brusnost, enostavnost priprave in enostavnost popravila lakiranih površin. Slabe lastnosti lakov CN pa so, da ne morejo dosegati sedanje zahtevane ravni kakovosti površine in vsebujejo zelo velik delež topil, ki med utrjevanjem izhajajo v ozračje.
Poliuretanski laki (PU)
Poliuretanski laki so danes najbolj pomembna skupina dvo- in enokomponentnih reakcijskih lakov s srednje visoko vsebnostjo filmotvorne snovi (od 30 % do 60 %).
Poliuretanski brezbarvni laki na lesni površini tvorijo polne filme z zelo dobro
oprijemljivostjo, trajno elastičnostjo, žilavostjo in površinsko trdoto. Motni laki imajo zelo lep, enakomeren lesk ter so gladki in mehki na otip. Temeljni se dobro brusijo, sijajni laki imajo zelo visok sijaj, le po trdoti zaostajajo za poliestrskimi laki.
Z dvokomponentnimi poliuretanskimi laki obdelujemo najkakovostnejše pohištvo iz furniranih plošč (oplemenitena iverna plošča s furnirjem), masivnega lesa in plošč MDF (sobno in kuhinjsko pohištvo, stole, mizne plošče, mizna podnožja, …). Enokomponentni PU laki se zaradi enostavne priprave uporabljajo za lakiranje parketa, vrat iz masivnega lesa in v mizarskih delavnicah. Na splošno so PU laki trajno elastični, imajo dobro adhezijo na les, so zelo trajni, nezahtevni za utrjevanje, radi pa porumenijo (svetloba UV), včasih počasi utrjujejo in imajo precej visoko ceno.
Vodni laki
Vodni laki so skupina z vodo razredčljivih lakov, pri katerih se uporabljajo najrazličnejše vrste veziv z manjšo vsebnostjo organskih topil ali celo brez njih, ki so dispergirana v razredčilu – vodi. Disperzijske lake razredčujemo z vodo. Stopnja razredčenja je pri nekaterih omejena na določeno razmerje, pri drugih pa je neomejena. Vsi ti laki vsebujejo 2 % do 10 % težje hlapnih organskih topil, od 30 % do 70 % snovi, ki tvorijo filme, preostalo pa je ceneno in okolju neškodljivo redčilo – voda.
Po velikosti delcev veziva se laki razvrščajo v:
- raztopinske, z velikostjo do (1 x 10-9) m
- koloidne disperzije, z velikostjo pod (1 x 10-4) m - emulzijske, z delci nad (1 x 10-4) m
V vodnih lakih za površinsko obdelavo lesnih tvoriv, papirja in umetnih mas se najpogosteje uporabljajo naslednje vrste veziv oziroma disperzij:
- poliakrilatne, - poliuretanske,
- akril-stiren kopolimerne, - vinil-propionat akrilne, - akril-poliuretan kopolimerne,
- polikondenzacijske s kislim utrjevanjem.
Po načinu sušenja in utrjevanja so vodni laki fizikalno se sušeči, z mogočim nadaljnjim kemičnim ali sevalnim (UV, IR) utrjevanjem. Pri fizikalno se sušečih lakih v prvi fazi sušenja izparevajo organska topila, v drugi fazi pa voda. Ob koncu prve in na začetku druge faze sušenja poteka poleg izparevanja še zelo pomemben proces zlivanja vedno bolj koncentriranih kapljic dispergiranega polimernega veziva v homogen film. Za pravilen potek tega procesa je določena minimalna temperatura laka, zraka in obdelovanca, ki je za večino vodnih lakov 18 °C ali več. Pri nižji temperaturi preostanejo v filmu mehurčki vode, kar povzroči sivo motnost filma. Zaradi tega dejstva in zaradi znatnega pospeševalnega učinka je zelo primerno sušenje pri povišani temperaturi in s pomočjo sevanja IR. Za hitro sušenje se že uspešno uporabljajo tuneli z mikrovalovnimi (MV) generatorji ali z agregati, ki sušijo zrak v sušilniku na relativno vlažnost pod 10 %. Najprimernejša količina posameznega nanosa znaša med 80 g/m2 do 100 g/m2. Sušenje pri normalnih pogojih traja
za posamezni nanos od 2 do 3 ure, pri povečani relativni vlažnosti se hitrost sušenja še zmanjša. Hitrost sušenja se pri normalni in povišani temperaturi znatno poveča, če je površina obdelovanca predhodno segreta na temperaturo od 40 °C do 50 °C.
Predgrevanje lesnih obdelovancev ugodno vpliva tudi na zmanjšanje hrapavosti temeljnega filma, saj se zaradi hitrejšega sušenja prosta lesna vlakna manj dvignejo nad površino, izboljša pa se tudi razlivanje vodnega laka.
2.3 TEHNIKE NANAŠANJA PREMAZNIH SREDSTEV
Nanašanje premaznih sredstev je pomembna faza površinske obdelave, ki je odvisna od medsebojnega učinka več dejavnikov:
- geometrije izdelka, - vrste in vlažnosti lesa, - priprave površine,
- mogočih načinov nanašanja in vrste nanašalne opreme, - vrste premaznega sredstva,
- razmer v lakirnici.
Poznanih je več načinov nanašanja premaznih sredstev:
- polivanje, - valjanje, - potapljanje,
- brizganje, ki je lahko:
zračno
brezzračno (airless),
kombinirano (airmix),
HVLP (high volume – low pressure),
toplo in vroče,
z rotacijskimi napravami,
elektrostatsko,
robotizirano z omenjenimi načini.
2.3.1 Postopek površinske obdelave z brizganjem
Brizganje je najbolj uveljavljen postopek nanašanja premazov v lesni industriji. Osnova vseh postopkov površinske obdelave z brizganjem je atomizacija tekočega premaza. To je proces razpršitve curka tekočega premaznega sredstva v zelo drobne kapljice. Le-te priletijo na površino, na kateri takoj po nanosu poteče proces zlitja oziroma nastanka tekočega filma.
Zračno brizganje
Pri zračnem brizganju iz brizgalne pištole razpršimo premazno sredstvo z uporabo stisnjenega zraka. Skozi srednjo šobo izteka premazno sredstvo, ki se dovaja pod manjšim nadtlakom iz posode za premaz. Velikost običajnih šob je od 0,8 do 2,5 mm, odvisno od vrste premaznega sredstva. Tlak stisnjenega zraka je od 3 do 5 barov, hitrost zraka od 150 do 300 m/s. Mogoča debelina nanosa znaša od 50 g/m2 do 500 g/m2, izkoristek pa je od 30
% do 50 %.
Brezzračno (airless) brizganje
Pri brezzračnem brizganju je premaz v sistemu pod tlakom od 200 do 400 barov. Premazno sredstvo potiska do pištole visokotlačna črpalka. Do atomizacije pride, ko premazno sredstvo pod visokim tlakom brizgne iz pištole v mirujoč zrak. Hitrost premaznega sredstva na izhodu je od 120 m/s do 160 m/s, premer šobe pa je od 0,2 mm do 1,2 mm. Za najboljšo kakovost brizganja je priporočljiva oddaljenost pištole od obdelovanca od 300 mm do 500 mm. Izkoristek pri tem nanašanju je 50 % do 60 %.
Kombinirano brezzračno-zračno (airmix) brizganje
Pri tem postopku gre za podoben način kot pri brezzračnem brizganju, le da ima brizgalna pištola dodaten zračni kanal. Zaradi mešanja premaznega sredstva s stisnjenim zrakom, ki v curek prihaja iz stranskih šob, je dosežena boljša atomizacija. Tlak premaznega sredstva je od 20 barov do 60 barov. Zaradi manjšega delovnega tlaka se šobe manj obrabijo in izkoristek, ki znaša do 75 %, je večji.
Brizganje HVLP
Brizganje HVLP je brizganje pri nizkem tlaku in veliki prostornini stisnjenega zraka. Tlak pri brizganju je od 0,7 bar do 2,5 bar. Poraba stisnjenega zraka pa je posledično večja.
Zaradi delovanja pod nižjim tlakom dosežemo boljšo penetracijo v pore in zato manjše izgube laka. Izkoristek nanašanja je od 65 % do 75 %. Priporočena oddaljenost pištole od obdelovanca je od 150 mm do 200 mm.
Robotizirano brizganje
Sodobni avtomatski stroji za brizganje reliefnih plošč imajo gladek transportni trak s posebnim načinom brisanja odvečnega laka. Ta stroj ima izpopolnjen krmilni sistem, ki s fotocelicami odčitava zapolnjenost traka in prek mikroprocesorja vodi brizgalne pištole.
Običajno imajo stroji od 8 do 16 brizgalnih pištol. Pištole se večinoma pomikajo krožno v obliki elipse ali prečno na transportni trak, odvisno od proizvajalca strojev. Ker obdelovanci ležijo na transportnem traku, ni zapraševanja spodnje strani obdelovanca.
Avtomatski stroji omogočajo večje delovne kapacitete, boljšo kakovost obdelave, nižje stroške lakiranja, boljši izkoristek lakov itd.
2.4 UTRJEVANJE PREMAZOV
S pojmom utrjevanje opišemo proces prehoda premaznega sredstva iz tekočega v trdno agregatno stanje. Pri tem nastane na površini obdelovanca film. Poznamo tri vrste utrjevanja:
- fizikalno utrjevanje, - kemično utrjevanje,
- kombinirano (fizikalno in kemično) utrjevanje.
2.4.1 Fizikalno utrjevanje premazov
Fizikalno utrjevanje lahko poteka na več načinov. Praškaste premaze, ki ne vsebujejo topil in redčil, po nanosu segrejemo, da pride do razlitja ter jih nato ohladimo, da nastane odporen film laka. Pri običajnih tekočih premazih pa poteče izhlapevanje hlapnih komponent. Po fizikalnem utrjevanju so komponente veziva med seboj povezane le s šibkimi fizikalnimi silami (termoplastne lastnosti). Če termoplastne premaze segrejemo, se bodo pri določeni temperaturi zmehčali in nato stalili. Velikokrat so termoplastni premazi topni v prvotnih topilih in redčilih.
Toplozračno sušenje premazov
Pri toplozračnem sušenju iz laka odstranjujemo hlapne snovi, zato da bi dobili trden produkt. Toplozračno sušenje delimo na tri faze:
- konvektivni del,
- mešan konvektivno-difuzijski del, - difuzijski del.
V prvi fazi, takoj po nanosu, potekata intenzivno sušenje in odparevanje topil, viskoznost se zmanjšuje in debelina nanosa se tanjša. Premaz se suši zaradi masnega toka snovi – topil in redčil iz tekočega filma. Ta faza se konča ob prehodu premaza v gel stanje. Med procesom utrjevanja v premazu že nastajajo notranje napetosti, ki se sproti sproščajo.
V drugi fazi se poleg masnega toka pojavi še izhod par topil s procesom difuzije od višje k nižji koncentraciji. Film laka se začne krčiti in dobiva svojo obliko, pri tem pa se notranje napetosti še vedno sproščajo. Faza se konča z nastankom trdnega filma, ki pa še ni dokončno utrjen. V tretji fazi je intenzivnost izhlapevanja topil in redčil majhna in lahko traja več mesecev. Film dokončno utrdi in dobi končne lastnosti.
2.4.2 Kemično utrjevanje premazov
Pri kemičnem utrjevanju nastanejo polimeri v filmu s polimerizacijo, polikondenzacijo ali pa se makromolekule, ki so bile v premazu, premrežijo. Sestavine so običajno take, da nastane na površini film, ki ima bolj ali manj izražene lastnosti duromera. To pomeni, da je premaz odporen proti različnim topilom, ima višjo trdoto, je bolj krhek in se pri visoki temperaturi ne stali, temveč razpade. Do kemičnega utrjevanja pa lahko pride tudi zaradi
reakcije s snovmi, ki niso bile v samem premazu, ampak v lesu ali zraku. To sta najpogosteje kisik iz zraka in vlaga v lesu.
Pri dvokomponentnih sistemih mešanico pripravimo tik pred nanosom ali celo med postopkom nanašanja. Sestavine, ki so potrebne, da poteče reakcija zamreženja pri dvokomponentnih lakih, so prisotne v obeh komponentah. Premaz pa je lahko tudi enokomponenten. V tem primeru po nanosu spremenimo zunanje pogoje tako, da sprožimo kemično reakcijo.
2.5 SUŠILNE LINIJE ZA PREMAZE
S sušenjem premaznega sredstva odstranimo iz premaza hlapne komponente in dobimo trden produkt. Končna kakovost lakirane površine je močno odvisna od pogojev sušenja.
Večje sušilne industrijske linije so sestavljene iz zaporedno postavljenih odsesovalnih, umirjevalnih, odparjevalnih, sušilnih in hladilnih enot. Dolžina linij in hitrost potovanja obdelovancev skozi sistem sta prilagojeni tako, da potekajo faze sušenja pri optimalnih pogojih. Velikost in tip sušilnih naprav sta odvisna od oblike in velikosti obdelovancev, vrste premaznega sredstva, načina nanašanja, kapacitete linije itd.
Faze sušenja v toplozračnem sušilniku so:
- faza predgretja, - faza razlivanja, - faza odparevanja,
- faza mešanega režima sušenja, - faza difuzijskega režima sušenja, - faza odhlapevanja.
Elementi toplozračne sušilne linije so:
- odsesovalniki, - umirjevalni tuneli, - odparjevalniki,
- obtočni sušilniki s toplim zrakom, - hladilniki.
Novejši način fizikalnega sušenja, pri katerem hlapne substance izparevajo iz premaznega pripravka, so:
- sušenje in utrjevanje z infrardečim (IR) sevanjem,
- sušenje v visokofrekvenčnem (VF) ali mikrovalovnem (MV) polju.
2.6 VPLIV NEKATERIH DEJAVNIKOV NA SUŠENJE PREMAZOV
2.6.1 Vpliv temperature
Povišana temperatura zraka v smiselnih mejah pozitivno vpliva na skrajšanje časa sušenja in utrjevanja pohištvenih lakov. Za sušenje nitroceluloznih lakov ni smiselno uporabljati temperature sušenja nad 40 °C (termoplastne lastnosti), ker se čas sušenja le minimalno skrajša glede na vloženo energijo, potrebna pa je tudi daljša cona hlajenja. Povišana temperatura bistveno vpliva na hitrost utrjevanja pri kislinskih (polikondenzacijskih) lakih.
Te lake je smiselno utrjevati pri temperaturah od 40 °C do 60 °C.
2.6.2 Vpliv hitrosti gibanja zraka
Hitrejše gibanje zraka pozitivno vpliva na skrajšanje utrjevanja lakov. Pospešeno gibanje zraka z 2 m/s na 5 m/s pomeni za od 50 % do 60 % krajši čas utrjevanja. Vpliv hitrosti gibanja zraka je odvisen tudi od vrste lakov. Pri tem je treba paziti, da zaradi prevelike hitrosti gibanja zraka na lakirani površini ne nastanejo napake.
2.6.3 Vpliv debeline nanosa
Debelejši nanosi potrebujejo daljši čas sušenja kot tanjši nanosi. Pri lakih, pri katerih poteka utrjevanje s kemično reakcijo, je vpliv debeline nanosa sorazmerno manjši kot pri fizikalno sušečih se lakih. Tako npr. 30 µm debel film laka potrebuje za osušitev le okoli 11 % časa, ki je potreben za sušenje istega laka debeline 150 µm. Pri debelejših nanosih filmov laka je čas sušenja daljši, prav tako pa so večje poraba materiala, možnosti nastanka napak in slabša oprijemnost laka na podlago. Zaradi tega je bolje nanašati več tanjših slojev z vmesnim sušenjem in brušenjem kot pa enega debelejšega, čeprav so večkratni nanosi dražji.
2.6.4 Vpliv vrste podlage na sušenje premazov
Les je nehomogen in higroskopen material. Zaradi kemičnih sestavin lesa in sestavin laka ter penetracije topil in redčil v les potekata sušenje in utrjevanje lakov na lesu načeloma hitreje kot pa na inertni podlagi (steklu). Tako je čas sušenja in utrjevanja na lesenih podlagah od 45 % do 65 % krajši kot na steklu (Knehtl in sod., 1990).
Na hitrost sušenja premazov vplivajo še:
- orientiranost površine (prečna, tangencialna, radialna), - delež ranega oziroma kasnega lesa,
- delež beljave oziroma jedrovine, - vlažnost lesa,
- kakovost obrušenosti, - debelina furnirja.
2.7 PRIPRAVA POVRŠINE ZA NADALJNJO OBDELAVO
Za doseganje kakovostne površine pri površinski obdelavi pohištvenih elementov so poleg nanašanja in sušenja posameznih sredstev, zelo pomembne operacije, kot so brušenje, glajenje in odpraševanje, ki jih opravljamo v različnih fazah obdelave:
- fino brušenje in odpraševanje lesnih površin na začetku procesa, - glajenje luženih površin pred lakiranjem,
- brušenje, glajenje in odpraševanje filma temeljnega laka, - brušenje in poliranje končnega laka na visok sijaj, - fino brušenje končnega laka na želeno motnost.
2.7.1 Brušenje lesnih površin
Brušenje lesa in lesnih tvoriv je zahtevno tehnološko področje. Za racionalno in kakovostno brušenje je potrebno dobro poznavanje značilnosti lesa ter zmogljivosti razpoložljive strojne opreme. Brusimo večstopenjsko. Pri grobem brušenju lesa gre le za končno operacijo oblikovanja obdelovanca, saj z močnejšim odrezovanjem po vsej površini izenačujemo mere, zmanjšamo valovitost površine in odstranimo nečistoče. Z nadaljnjim finejšim brušenjem, ki ga opravimo v več stopnjah, z vedno finejšo granulacijo brusilnega sredstva, dosežemo še fino izravnavanje in odstranjevanje prostih prerezanih ter dvignjenih lesnih vlaken, ki bi se pri luženju intenzivno obarvala, povečala pa bi tudi hrapavost temeljnega laka. Razlika v granulaciji med zaporednima stopnjama ne sme biti prevelika, saj je globlje raze, ki nastanejo na ta način, s finim brušenjem nemogoče ali pa le s težavo odstraniti. Brusimo pretežno v smeri lesnih vlaken. Izjemoma na ravnih površinah opravimo predzadnje zelo fino brušenje v prečni smeri, saj se tako dobro izenači sposobnost lesa za vpijanje lužila.
Običajno število brušenj lesnih površin, granulacije brusnega papirja ali platna in smer brušenja so:
a) za lakiranje na odprte pore, brez luženja - 1 x 80 (100) vzdolžno - 1 x 120 (150) vzdolžno - 1 x 150 (180) vzdolžno
b) brušenje luženih površin in za lakiranje na odprte pore z izenačeno barvno sliko - 1 x 100 (120) vzdolžno
- 1 x 150 (180) vzdolžno - 1 x 320 (400) prečno - 1 x 220 (240) vzdolžno c) brušenje za lakiranje na zaprte pore
- 1 x 100 (120) vzdolžno - 1 x 150 (180) vzdolžno
d) brušenje kitov ali barvnih lakov na iverni ali vlakneni plošči
- 1 x 100 (120) vzdolžno - 1 x 150 (180) vzdolžno
Najprimernejše hitrosti brusnih trakov za brušenje lesnih površin so odvisne od vrste in trdote lesa in znašajo od 8 m/s pri mehkem do 24 m/s pri trdem lesu.
2.7.2 Brušenje filmov
Temeljne in končne filme brusimo na različne načine in z različnimi nameni. Ravnanje površine filma je omejeno na odrezovanje mikroizboklin, ki segajo nad povprečno raven (stožci laka ob stoječih lesnih vlaknih, mehurčki zraka, delci prahu, ki so padli na polsuho površino filma, itd.). Mogoča stopnja ravnanja je odvisna od debeline filma laka, ki znaša pri različnih sistemih obdelave od 5 μm do 50 μm pri temeljnih lakih in od 100 μm do 350 μm pri končnih lakih za poliranje. Odvzemanje znaša pri brušenju npr. valjčnega nanosa nitroceluloznega temeljnega laka (CN) do 2 μm, pri valjčnem nanosu nitroceluloznega laka (CN) in poliuretanskega (PU) ter pri nanosu teh lakov s polivanjem pa do 10 μm. Pri brušenju filma v obdelavi na visok sijaj je potrebno popolno ravnanje do ravni najnižjih delov neravnin. V tem primeru znaša brušenje tudi do 100 μm.
Običajno število brušenj lakiranih površin, granulacije in vrste brusilnih sredstev so:
a) za brušenje temeljnih lakov
- brezbarvni 1 x 220 do 280
- barvni 1 x 180 do 220
- kit PE 1 x 180 do 220
b) za dobro brušenje lakov PE za dodelavo na visok sijaj - 1 x 280 (320)
- 1 x 360 (400) - 1 x 500 - 1 x 600
c) za motnenje z brušenjem končne površine filmov
- papir platno 400 do 600
- brusilna krtača 360 do 400
- brusilno tkivo (valj, krpe) 400 do 600 Primerne hitrosti brusnih trakov za brušenje laka so:
- za bolj termoplastne filme 2 m/s,
- za manj termoplastne filme od 10 m/s do 25 m/s.
Ob upoštevanju specifičnih lastnosti obdelovancev in brusnih strojev je priporočljivo uporabiti podoben stroj za fino brušenje furnirja (lesa) in za brušenje temeljnega laka, seveda z ustrezno kakovostjo in granulacijo brusnega traku.
2.7.3 Čiščenje površine in odsesavanje prahu
Brušenju lesa in temeljnega laka vedno sledi odstranjevanje prahu s površine, iz por in utorov. Ta prah na različne načine škodljivo vpliva na kakovost nadaljnje obdelave:
- prah na površini poveča hrapavost naslednjega filma;
- prah nekaterih reakcijskih lakov se ne vgradi optično popolno v naslednji film, zaradi česar povzroča motnost ali sivino;
- lesni prah v večjih porah močno vpija lužilo, lahko pa tudi zadržuje zračne mehurčke pri lakiranju. To povzroči nastajanje večjih in vidnih mehurčkov zraka ali par topil iz lužila, ki se razvijejo v porah šele v fazi sušenja. Na temno luženih površinah povzroča zelo vidno in praktično nepopravljivo napako (ribja očesa v porah).
Pri odpraševanju lesnih površin je pomembna debelina vlaken, ki sestavljajo krtačo. Če je ta debelina večja od premera oziroma širine lesnih por, je čiščenje slabo, ker prah ostaja v porah.
Na brusilnih strojih se naprave za odpraševanje obdelovane površine dograjujejo z agregati za brušenje. Uporabljajo se predvsem:
- vrtljiva brusilno-gladilna krtača s tankimi, mehkimi in daljšimi brusilnimi vlakni, ki dobro čisti pore, pri višjem številu vrtljajev pa pore tudi poveča in gladi površino;
- vrtljiva ali trakasta čistilna krtača z naravnimi vlakni ali z mešanico naravnih in sintetičnih vlaken za čiščenje površine, ker manj statično nabija obdelovance;
- ionizacijska letev, dograjena tik nad potjo pomika obdelovancev (še bolje nad njo in pod njo), ki se uporablja za razelektritev obdelovanca;
- izpihovalna glava; tu iz ozke prečno postavljene šobe ali iz vrste turbinskih šob z veliko hitrostjo curek stisnjenega zraka, ki mu potreben tlak zagotavlja kompresor ali visokotlačni ventilator, piha na površino obdelovanca;
- krtače iz elektroprevodnih vlaken (baker, medenina, grafit, novo srebro) se uporabljajo za odvajanje elektrostatičnega naboja z izdelkov na transportnih trakovih, pri čemer so pritrjene prečno nad transporterjem in dobro ozemljene.
2.8 UREDBA O EMISIJAH HOS IZ NAPRAV, KI UPORABLJAJO ORGANSKA TOPILA
V slovenski pravni red so se zahteve evropske »VOC direktive« prenesle skozi določila dveh uredb, ki sta bili skupaj objavljeni v Uradnem listu RS, št 112/2005. To sta Uredba o mejnih vrednostih emisije hlapnih organskih spojin v zrak, v katerih se uporabljajo organska topila in Uredba o mejnih vrednostih emisije halogeniranih hlapnih organskih
spojin v zrak iz naprav, v katerih se uporabljajo organska topila. Omejili se bomo na zahteve Uredbe o emisiji hlapnih organskih spojin iz naprav, ki uporabljajo organska topila, ki enako kot evropska VOC direktiva določa, da morajo upravljavci posebej določenih dejavnosti prilagoditi emisije hlapnih organskih snovi iz obstoječih naprav najkasneje do 31. oktobra 2007. Gospodarske dejavnosti, ki sta jim uredba in direktiva namenjeni, so različne - od tiskarstva ter površinske zaščite kovin, plastike ali lesa.
2.8.1 Cilj in namen uredbe Glavni cilji in namen uredbe so:
- zmanjševanje emisij HOS kot povzročitelja nastanka troposferskega ozona (trajno zmanjšanje povečane koncentracije poletnega smoga). Uporaba topil je glavni vzrok emisij HOS,
- zmanjšanje emisij rakotvornih, mutagenih in zdravju škodljivih HOS ter njihovo nadomeščanje z manj nevarnimi snovmi,
- vključitev ukrepov uredbe v prihodnja obratovalna (onesnaževalna) dovoljenja, ki bodo področje omejevanja emisij urejala širše in vključevala tudi zahteve določb drugih direktiv s področja industrijskega onesnaževanja (IPPC).
Najprej je treba določiti, katera topila se uporabljajo v napravi ali obratu ter v kakšnih količinah. Nato je treba preveriti mesta, na katerih je njihova poraba največja, ter ugotoviti, ali je mogoče porabo na teh mestih zmanjšati.
2.8.2 Nadomestne možnosti za zmanjšanje porabe in emisij HOS Regeneracija topil
Za marsikatero podjetje je lahko zanimiva regeneracija uporabljenih topil, saj se tako očiščena in obnovljena topila ne prištevajo vhodni bilanci uporabljenih topil, ki jih nadzorujeta agencija Republike Slovenije za okolje (ARSO) in okoljski inšpektorat.
Zamenjava sodov
Koristna bi bila zamenjava sodov z vsebniki IBC (Intermediate Bulk Container), opremljenimi s pipami z ustreznimi ventili, ki preprečujejo izhlapevanje v prostor. Vsebnik IBC je običajno nameščen na leseni paleti, kar olajša notranji prevoz, ki se opravlja z viličarji, s čimer se omejujejo nenamerna izlitja.
Sežig HOS v onesnaženih dimnih plinih
Za obdelavo HOS in tudi ostankov barv, lakov, strjene smole in lepil bi lahko uporabili sežig. Sežig je zahteven, natančno voden in nadzorovan postopek visokotemperaturnega oksidativnega razkroja odpadkov. Postopek je zahteven zato, ker je treba z natančnimi reakcijskimi pogoji (temperatura, zadrževalni čas, turbulenca in hitrost hlajenja plinov, pravilna mešanica odpadkov …) preprečiti nastanek strupenih snovi (dioksini, furani ...) in
zagotoviti maksimalno čiščenje plinov, nevtralizacijo tekočih odplak in varno odlaganje odpadkov. Temperatura pri sežigu mora biti višja od 1200 °C.
Katalitska oksidacija
Katalitska oksidacija je sorazmerno nov postopek za sežig hlapnih organskih spojin. HOS se termično razgradijo pri temperaturah od 315 °C do 538 °C z uporabo trdnega katalizatorja. Zrak, ki vsebuje HOS, se predhodno segreva (električno, z naravnim plinom, propanom), da se doseže zahtevana temperatura, pri kateri se lahko začne katalitska oksidacija HOS. Nato predhodno segret zrak z vsebnostjo HOS potuje preko plasti trdnega katalizatorja, kjer komponente HOS hitro oksidirajo.
Regeneracijska termična oksidacija
S svojo zmogljivostjo rekuperacije toplote se enote regeneracijske termične oksidacije (RTO) zelo razlikujejo od ostalih sežigalnih peči. Napravo lahko sestavlja tri, štiri, sedem ali več komor, ki skladiščijo in reciklirajo toplotno energijo. Ta tehnologija uporablja visoke temperature za razgradnjo HOS v ogljikov dioksid in vodno paro. Ogljikov dioksid (CO2) in voda pa sta sestavna elementa v ozračju. Kontaminiran zrak predhodno segrejejo s prehodom skozi komoro, ki je obložena s keramično plastjo in v kateri zrak doseže zahtevano temperaturo. Zrak nekaj časa ostane v tej komori. Potem kontaminiran zrak vstopa v sežigalno komoro. Rekuperacijske komore so opremljene s plastjo kremenaste gline ali keramike, ki absorbira večino toplotne energije iz sežigalne komore. Stopnja rekuperacije toplote je odvisna od posameznih modelov naprav.
Zamenjava lakov
Drug način, s katerim bi podjetje lahko doseglo zmanjšanje porabe hlapnih organskih spojin, je zamenjava lakov in sicer s premazi na vodni osnovi. Uporaba laka na vodni osnovi pri obstoječi tehnologiji pa je mogoča samo na posebej prilagojenih lakirnih linijah.
Če želi podjetje zmanjšati emisije HOS ni na voljo enega samega pravega načina. Naloga za zmanjšanje emisij HOS v podjetju je izziv načrtovanja proizvodnje, da ocenijo različne možnosti in se odločijo, katere so najprimernejše glede na celotno stanje v podjetju.
3 MATERIALI IN METODE
3.1 IZDELKI PODJETJA LIPA D.D.
V podjetju Lipa, d.d., izdelujejo ploskovne in kosovne tipe izdelkov. Lakirajo ploskovne elemente (kuhinjska vrata, police, pregrade, mizne plošče, stranice otroških posteljic) in vse elemente, katerih mere in oblike dopuščajo lakiranje na tej liniji. Z robotsko pištolo je mogoče lakirati elemente do debeline 80 mm. Program za robotsko robno pištolo pa je treba predhodno napisati. Robot se nato samodejno prilagaja meram elementa. Od kosovnih izdelkov pa lakirajo le ograje otroških postelj.
Najpogostejše napake, ki se pojavljajo na površinsko obdelanih elementih, so smeti v utrjenih filmih, pocejeni robovi, nerazlit lak na robovih in pomarančasta površina.
Vzroki za omenjene napake so:
- Za smeti v polakirani površini je vzrok predvsem nepravilna postavitev linije.
Ostale napake pa so posledica človeškega faktorja.
- Za pocejene robove so vzroki nepravilna viskoznost laka (»preredek«), nepravilna nastavitev pištol, prevelik nanos laka in oblika roba (močno zaokroženi robovi).
- Vzroki za nerazlit lak so nepravilna viskoznost (»pregost lak«), napačna nastavitev pištol, premajhen nanos laka, previsoka temperatura v lakirni komori, prenizka zračna vlaga in napačno redčilo.
Če želimo te napake odpraviti, je treba zagotoviti in vzdrževati večjo čistočo v okolici stroja in na stroju ter temeljito izpihovati površine obdelovancev pred lakiranjem. Zaradi prevelike naelektrenosti teh obdelovancev in s tem posledično privlaka nečistoč, so odpraševalno napravo na liniji opremili z bakrenimi žicami za dodatno razelektritev elementov. Pocejene robove pa so odpravili s pravilnim razredčevanjem laka, natančnimi nastavitvami pištol ter ustreznim nanosom laka. Problem z nerazlitim lakom na robovih so odpravili s pravilno izbranim razredčilom, nastavitvijo pištol in ustrezno viskoznostjo laka.
3.2 OBNOVA ODDELKA POVRŠINSKE OBDELAVE KOSOVNEGA IN PLOSKOVNEGA POHIŠTVA
V okviru projekta optimizacije velikosti proizvodnih površin, ki ga v podjetju Lipa, d.d., izvajajo v letu 2007, želijo trenutno velikost proizvodnih površin na produktivnega sodelavca z 250 m2 zmanjšati na 100 m2 – 120 m2. Tako bodo zmanjšali tudi površino oddelka za površinsko obdelavo ploskovnega in kosovnega pohištva s trenutnih 6000 m2 na 3000 m2 – 3500 m2.
Istočasno projekt optimizacije velikosti proizvodnih površin izkoriščajo tudi za posodobitev obstoječe tehnologije ročnega lakiranja in prilagoditev materialov, ki omogočajo znižanje emisij HOS v okvire veljavne uredbe.
Pri načrtovanju novih in pri nadaljnji uporabi obstoječih lakirnic je v vseh državah EU treba nujno upoštevati zahteve, ki jih določa Direktiva Sveta 1999/13/ES oziroma v
Sloveniji Uredba o emisiji hlapnih organskih spojin iz naprav, ki uporabljajo organska topila (Uradni list RS, 46/2002). Po tej Uredbi bo emisija organskih topil v zrak postala ključni element za ceno in izvedljivost investicije v obnovo ali novogradnjo lakirnic (Kotnik, 2003).
Poraba topil je enaka količini vseh topil v letno nabavljenih lakih, razredčilih, sredstvih za pranje in lepilih, zmanjšana za količino dokumentirano oddanih tekočih (eventualno umazanih) topil in lakov. Mejna koncentracija je izražena v mg ogljika (v sestavi topil) na m3 izpušnega zraka. Mejna količina nezajete emisije je odstotni delež porabljenih topil, ki jih ne odvajajo lakirno-sušilne naprave, ampak izhajajo v odprt prostor ali ostanejo v izdelku ali odpadkih.
Pri manjših obratih, ki porabijo približno 25 ton klasičnih lakov letno (<15 ton topil/leto), bo treba opremo in lake le prilagoditi sodobnemu stanju tehnike. Pri večjih obratih, ki porabijo 40 ton klasičnih lakov letno, bo potreben resen premislek, kako izpolniti zahteve uredbe, saj bo to povzročilo velike spremembe tehnologije in cene površinske obdelave ter s tem tudi proizvodne strategije (Kotnik, 2003).
3.2.1 Analiza obstoječega stanja
Oddelek površinske obdelave je v trenutni postavitvi namenjen tako površinski obdelavi kosovnega pohištva kot površinski obdelavi ploskovnega pohištva.
1. Sklop opreme in naprav za površinsko obdelavo kosovnega pohištva sestavljajo:
a) Linija vešal – opremljena je z verižnim transporterjem skupne dolžine približno 550 m, ki je montiran na višini od 2,2 m do 4,8 m in opremljen s približno 300 obešali za transport obdelovancev (hitrost pomika 2,4 m/min – 3 m/min). Na liniji sta vgrajena klasična sušilna kanala dolžine 48 m (temeljni lak) in (2 x 55) m (končni lak) ter štiri brizgalne kabine z vodno zaveso. Dve kabini sta namenjeni lakiranju s temeljnim lakom (vmesno sušenje na zraku), dve kabini pa lakiranju s končnim lakom (mokro na mokro). Sušilni kanali so ogrevani z vročo vodo sistema 110/90 °C, njihova maksimalna delovna temperatura pa je 40 °C.
b) Ročno luženje – dve kabini z vodno zaveso za ročno luženje polizdelkov.
c) Linija vozičkov – opremljena je z verižnim transporterjem skupne dolžine 170 m, ki skrbi za pogon 60 vozičkov za transport obdelovancev skozi sušilnik. Na liniji sta vgrajeni dve kabini z vodno zaveso (mokro na mokro) in sušilni kanal skupne dolžine (2 x 55) m. Sušilni kanali so ogrevani z vročo vodo sistema 110/90 °C, njihova maksimalna delovna temperatura pa je 40 °C.
2. Sklop opreme in naprav za površinsko obdelavo ploskovnega pohištva sestavljajo:
a) Linija za luženje – opremljena s strojem za čiščenje površin, strojem za luženje z brizganjem (krožno gibanje pištol) in klasičnimi toplozračnimi sušilnimi kanali.
b) Lakiranje po naročilu – opremljeno s protiprašno kabino z vgrajeno lakirno kabino z vodno zaveso.
c) Linija za avtomatsko brizganje – opremljena s krtačnim strojem za čiščenje površin, avtomatskim strojem za brizganje, paletnim toplozračnim sušilnikom in sušilnikom UV.
Za površinsko obdelavo uporabljajo lužila na osnovi organskih topil in vodna lužila, PUR temeljne in končne lake različnih sijajev, v proizvodnji kosovnega pohištva pa še vedno NC temeljne in končne lake.
Pri trenutnem stanju tehnike je mogoče na racionalen način izpolniti predpisane omejitve emisij hlapnih organskih spojin. Kljub ustrezni tehnologiji, UV utrjujočih vodnih in klasičnih lakov še ne uporabljajo.
3.2.2 Lakirna linija CEFLA
Lakirna linija Cefla (sliki 1 in 2) je novejše izvedbe in je sestavljena iz več sklopov. Glavni sklopi so:
- krtače za odstranjevanje prahu, - brizgalni avtomat,
- sistemi za transport obdelovancev skozi celotno linijo, - vertikalni tračni sušilnik,
- brusilni stroj za brušenje po laku, - filtrske naprave.
Maksimalna delovna širina linije je 1300 mm, minimalna dolžina obdelovanca je 300 mm.
Podajalna hitrost sistema je od 2 m/min do 11 m/min. Temperatura v sušilniku znaša okrog 40 °C.
Avtomatski sistem za brizganje laka Cefla uporablja poseben transportni sistem za transport obdelovancev skozi cono brizganja. Učinek odboja laka s transportne proge zagotavlja homogen nanos laka tako na površini kot na robovih obdelovancev.
Obdelovanci ležijo na transportni progi, kar zagotavlja, da se tako imenovan »overspray«
ne pojavlja na spodnjem delu obdelovanca. Lak, ki ne ostane na obdelovancu, ni izgubljen, temveč se nalaga na transportni progi, s katere ga poseben sistem vrača v posodo in ga lahko ponovno uporabimo. Vračanje omogoča poseben sistem, to so rezervni valj, strgulja in pnevmatska naprava za nabiranje laka v posodo. Nadtlak v coni brizganja zagotavlja pretok centralnega in bočnega zraka tako, da eliminira turbulenco in omogoča enakomeren nanos laka na obdelovance. Sistem z elektronskim zaznavanjem obdelovancev preko čitalne letve s fotocelicami na vhodu, omogoča gibanje pištol z nadzorom nad pospeševanjem in pojemanjem hitrosti v coni brizganja in omogoča enakomeren nanos laka na površine obdelovancev. Nameščenih je šest pištol in ena robotska za brizganje debelejših robov. Kapaciteta stroja je okrog 500 m2/izmeno.
Slika 1: Lakirna linija CEFLA
Slika 2: Komandna plošča CEFLA
3.2.3 Sušilni kanal SPRAYBOTIC Parametri sušenja v sušilnem kanalu SPRAYBOTIC
Sušilni del te linije (slika 3) je sestavljen iz treh vertikalnih komor, te vsebujejo etaže, ki izvedejo programirane pomike. V notranjosti peči je 27 etaž, dolgih 7100 mm. Razlika med etažami je 150 mm. Vsaka peč je sestavljena iz štirih con ventilacije:
- N1 (cona za sušenje z zrakom, ki prihaja iz ohladitve),
- N2 (dve coni za sušenje z vrtenjem zraka in regulatorjem, neodvisnim od temperature),
- N3 (cona ohlajevanja).
Domet in hitrost zraka se lahko v vsaki coni regulirata z ročnimi ventili.
Sušenje z žarki UV
Peč je sestavljena iz dveh modulov:
- za peč N1 se uporablja žarnica tipa UV 200 M1 z galijem in tremi stopnjami specifične moči 80/100/120 W/cm za pigmentirane površine;
- za peč N2 se uporabljata dve nagnjeni žarnici tipa UV 200 M2/IC z živim srebrom in s tremi stopnjami specifične moči 80/100/120 W/cm. Žarnice so karakterizirane tako, da imajo maksimalno vrednost pri najvišji točki spektra na valovni dolžini 367 nm.
Preglednica 1 prikazuje zaporedje posameznih faz v sušilnem kanalu Spray-Botic, ter kolikšne so temperature v posamezni fazi.
Preglednica 1: Temperatura zraka v sušilnem kanalu
1 FAZA RAZLIVANJA 20 °C 2 FAZA SUŠENJA 40 °C
3 FAZA OHLAJANJA 15 °C – 20 °C
Ciklus pretoka linije je približno 1,3 h, hitrost pomika linije približno 3-5 m/min. Ti podatki so približni in se spreminjajo glede na vrsto laka ter velikosti obdelovancev.
Slika 3: Lakirna linija CEFLA, sušilni kanal SPRAYBOTIC
3.2.4 Rekonstrukcija površinske obdelave kosovnega pohištva Obstoječa tehnologija za površinsko obdelavo tehnično ne ustreza več trenutnim potrebam, kar še posebno velja za opremo, namenjeno sušenju površinsko obdelanih izdelkov.
Z rekonstrukcijo želijo v podjetju doseči naslednje cilje:
- zmanjšati potrebne površine za postavitev opreme in naprav,
- s ciljem znižanja stroškov vzdrževanja želijo skupno dolžino verižnih transporterjev z obstoječih 720 m skrajšati na 390 m,
- skupno dolžino sušilnih kanalov želijo z obstoječih 268 m skrajšati na 207 m, - zaradi boljše izolacije bo celotna površina sušilnih kanalov izdelana iz izoliranih
sendvič plošč debeline 40 mm,
- v sušilnih kanalih preseka 1,5 m x 2,3 m bo mogoča regulacija hitrosti, temperature in vlažnosti zraka.
Po izvedbi prve faze projekta rekonstrukcije bodo začeli pripravljati drugo fazo, v kateri nameravajo postopno začeti posodabljati brizgalne kabine v smislu zmanjšanja količine odpadnega laka. V tem trenutku se zdi, da je najbolj primerna vgradnja sistema s hladilno steno, ohlajeno na 7 °C, ki po dostopnih podatkih omogoča tudi do 70 % zmanjšanja odpadnega laka.
Pri trenutnem stanju tehnike je mogoče na racionalen način izpolniti predpisane omejitve glede prahu, hrupa, elektromagnetnega sevanja in toplote.
3.2.5 Predvideno stanje po rekonstrukciji
V okviru projekta optimizacije proizvodnih površin v oddelku površinske obdelave ter tudi rekonstrukcije nekaterih strojev in naprav bodo izvedli naslednje aktivnosti:
a) Zamenjava sušilnih kanalov na liniji vešal, pri čemer načrtujejo skrajšanje verižnega transporterja na skupno dolžino 270 m in skupno dolžino sušilnih kanalov na 138 m. Sušilniki bodo prilagojeni sušenju vodnih in konvencionalnih lakov.
b) Zamenjava sušilnih kanalov na liniji vozičkov, pri čemer načrtujejo skrajšanje verižnega transporterja na skupno dolžino 118 m in skupno dolžino sušilnih kanalov 138 m. Sušilniki bodo prilagojeni sušenju vodnih in konvencionalnih materialov.
c) Zamenjava tehnologije na liniji luženja z vgradnjo tehnologije, ki omogoča zmanjšanje porabe materialov. Predvidena je tudi vgradnja sodobnega šobnega toplozračnega sušilnika v kombinaciji s sevanjem IR.
d) Postavitev manjše linije za lakiranje ravnih površin z valjčnim nanašanjem sušečih se lakov UV v konfiguraciji valjčni nanos + sušenje UV 1x + valjčni nanos + sušenje UV 3x + brušenje temeljnega laka.
Prednosti in koristi sistema varovanja okolja
Z vzpostavitvijo sistema organizacija (podjetje) pridobi zaupanje in izboljša odnose z vsemi zainteresiranimi strankami: zaposlenimi v podjetju, delničarji, lokalnimi skupnostmi, prebivalci v bližnji okolici, širšo javnostjo, kupci, odjemalci, poslovnimi partnerji, zavarovalnicami, bankami itd.
Sistem pomaga izboljšati metode vodenja in obvladovanja procesov ter je orodje za iskanje ravnotežja med ekonomskimi in okoljskimi interesi. Omogoča zmanjšanje stroškov poslovanja – s smotrno porabo energije, vode, surovin in s primernim ravnanjem z odpadki lahko prinaša neposreden finančni učinek.
S sistemom varovanja okolja je mogoče ustreči okoljsko ozaveščenim kupcem in trgom, kar pomeni izboljšan konkurenčni položaj na domačem trgu in predvsem na tujih trgih oziroma večje tržne možnosti. Prav tako so lahko z vzpostavljenim sistemom varovanja okolja pogoji pri zavarovalnicah (višine zavarovalnih premij) in bankah (najemanje kreditov) boljši.
Sistem omogoča zmanjšanje tveganja zaradi ekoloških nesreč, lažje izpolnjevanje zahtev okoljske zakonodaje in pripravljenost na morebitne zunanje nadzore, ki jih lahko podjetje pričakuje tako od upravnih organov kot tudi odjemalcev. Sistem lahko vključuje izboljšanje delovnih razmer, na ta način vpliva na zadovoljstvo zaposlenih in pritegne zaposlene h kreativnemu sodelovanju.
Ko podjetje vzpostavi sistem varovanja okolja, se začne proces stalnega dopolnjevanja, spreminjanja in prilagajanja sistema novim zahtevam kupcev, trga, zakonodaje, lastnim zahtevam ter napredku znanosti in tehnike na področju varovanja okolja, kajti ena od glavnih zahtev standarda je stalno izboljševanje izvedbe varovanja okolja (Oblak, 2002).
3.2.6 Potek eksperimentalnega dela
Eksperimentalni del diplomske naloge je potekal po naslednjem razporedu:
a) Priprava vzorcev za površinsko obdelavo, iz furnirane iverne plošče (IVP) z bukovim furnirjem in iz mediapan (MDF) plošč.
b) Izbor ustreznih obstoječih PU lakov in novih vodnih sistemov za površinsko obdelavo.
c) Površinska obdelava vzorcev.
d) Kondicioniranje vzorcev.
e) Določanje naslednjih lastnosti preskušancev: debelina nanosa, sijaj, oprijem, odpornost proti udarcem in odpornost proti razenju.
3.3 MATERIALI
Podatke o uporabljenih materialih oziroma njihovih sestavinah smo dobili v varnostnih listih. Varnostni list je dokument, ki ga mora proizvajalec nevarnih pripravkov zaradi varovanja človeka in okolja ter varnosti in zdravja na delovnem mestu posredovati uporabniku. Testirali smo poliuretanski lak enega proizvajalca in vodne lake treh različnih proizvajalcev. Vsi laki so enokomponentni.
3.3.1 Podlaga z bukovim furnirjem
Vzorce dimenzij 400 mm x 800 mm smo pripravili iz iverne plošče (IVP) debeline 16 mm, ki je bila furnirana z bukovim furnirjem debeline 0,5 mm. Vse lastnosti utrjenih premazov smo določali na istem vzorcu. Vsi laki na teh vzorcih so bili transparentni.
Priprava vzorcev je potekala v več zaporednih fazah, tako kot si sledijo operacije v proizvodnji:
- razžagovanje ivernih plošč, - razrez in spajanje furnirja, - stiskanje plošč
- kondicioniranje,
- brušenje (opisano v poglavju 2.7, točka c) - nanos temeljnega laka,
- zračno sušenje temeljnega laka,
- brušenje temeljnega laka (opisano v poglavju 2.7), - nanos končnega laka,
- sušenje končnega laka.
Vsi elementi so bili lakirani s pištolo na lonček OPTIMA 400 s šobo 2.0 Brezbarvni vodni sistem, obdelava bukev natur furniranih elementov.
Podatki o pripravku:
RN 90/07 (temelj) 2x (lice) nanos 90 g/m2 – 110 g/m2 RN 91/07 (končni) 1x (lice) nanos 110 g/m2 – 130 g/m2 RN 90/07 (temelj) Viskoznost 55 sek. DIN4/17°C
RN 91/07 (končni) Viskoznost 53 sek. DIN4/17°C Sestava s podatki o nevarnih sestavinah temeljnega laka
Lak je na osnovi disperzije akrilnega polimera (sintetičnih polimerov ali kemično modificiraih polimerov), dispergiranih ali raztopljenih v vodi. Lak vsebuje naslednje zdravju in okolju nevarne kemijske sestavine:
Preglednica 2: Zdravju in okolju nevarne kemijske sestavine temeljnega laka
Kemijsko ime Konc. % CAS št.
3-Butoksi-2-propanol 2,5-10 5131-66-8 (2-Metoksimetiletoksi)propanol 1,0-2,5 34590-94-8
2-Butoksietanol 1,0-2,5 111-76-2
amoniak, vodna raztopina <0,5 1336-21-6 terc-dodekantiol <0,5 25103-58-6 3-Merkaptopropionska kislina <0,5 107-96-0
Po metodologiji pravilnika o razvrščanju, označevanju in pakiranju nevarnih snovi oziroma pripravkov, izdelek ni razvrščen kot nevaren.
Preglednica 3: Fizikalne in kemijske lastnosti temeljnega laka
Izgled: Tekočina Barva: Mlečna Vonj: Značilen
pH: Ni podatka
Plamenišče: Ni podatka Gostota (kg/l): 1,04 ISO 2811 Iztočni čas: DIN4 20 °C 45 s - 55 s Vsebnost suhe snovi (ut. %): 34-37
Topnost v vodi: Se meša
Zaradi kemijskih lastnosti laka je potrebno osebno zaščito prilagoditi tehnologiji aplikacije izdelka. Uporabljati smemo materiale, ki so odporni na organska topila (guma, specialna plastika). Uporabljamo orodje, s katerim ne povzročamo iskrenja.
Pri zaščiti dihal moramo zagotoviti tako ventilacijo na mestu uporabe, da koncentracija hlapov topil, prisotnih v hlapnem delu izdelka, ne presega mejne vrednosti za poklicno izpostavljenost. Predpisane mejne vrednosti za poklicno izpostavljenost nevarnih sestavin v atmosferi delovnega mesta, so v pravilniku o varovanju delavcev pred tveganji zaradi izpostavljenosti kemičnim snovem pri delu (Ur. l. RS 100/2001).
Sestava s podatki o nevarnih sestavinah končnega laka
Preglednica 4: Zdravju in okolju nevarne kemijske sestavine končnega laka
Kemijsko ime Konc. % 2-Butoksietanol 2,5-10
Preglednica 5: Fizikalne in kemijske lastnosti končnega laka
Izgled: Tekočina
Barva: Brezbarvna Vonj: Specifičen za disperzijske premaze
pH: Ni podatka
Vrelišče: 100 o C Voda, destilirana
Plamenišče: Ni podatka
Gostota (kg/l): 1,03-1,04 ISO 2811 Iztočni čas: DIN4 20 °C 45 s – 65 s Vsebnost suhe snovi (ut. %): 35-39
Topnost v vodi: Se meša
Preglednici (4 in 5) prikazujeta fizikalno in kemijsko sestavo končnega laka na vodni osnovi in iz njih vidimo, da se sestava temeljnega in končnega laka razlikujeta.
3.3.2 Vzorci iz vlaknene plošče (MDF)
Tudi tu smo uporabili vzorce dimenzije 400 mm x 800 mm, debelina podlage MDF je znašala 18 mm. Na plošče smo nanesli bel prekriven poliuretanski lak ter dva bela prekrivna vodna sistema različnih proizvajalcev.
Priprava vzorcev je potekala na sledeč način:
- razžagovanje vlaknenih plošč (MDF) - nanos temeljnega laka,
- zračno sušenje temeljnega laka,
- brušenje temeljnega laka (opisano v poglavju 2.7), - nanos končnega laka,
- sušenje končnega laka.
Barvni vodni sistem, obdelava vlaknenih (MDF) plošč Podatki o pripravku:
RN 92/07 (temelj beli) 2x (lice) nanos 90 g/m2 – 110 g/m2 RN 93/07 (emajl 40) 1x (lice) nanos 110 g/m2 – 130 g/m2 RN 92/07 (temelj) Viskoznost 42 s DIN4/17°C
RN 93/07 (končni) Viskoznost 70 s DIN4/17°C
Sestava s podatki o nevarnih sestavinah temeljnega prekrivnega laka
Preglednica 6: Zdravju in okolju nevarne kemijske sestavine temeljnega prekrivnega laka
Kemijsko ime Konc. % CAS št.
2-butoksietanol 2,5-10 111-76-2
amoniak, vodna raztopina <0,5 1336-21-6 terc-dodekantiol <0,5 25103-58-6
Preglednica 7: Fizikalne in kemijske lastnosti temeljnega prekrivnega laka
Izgled: Bela viskozna tekočina Barva: Bela Vonj: Specifičen za akrilatne disperzije
pH: Ni podatka
Vrelišče: 100 o C Voda, destilirana
Plamenišče: Ni podatka
Gostota (kg/l): 1,33 ISO 2811 Iztočni čas: DIN4 20 °C 40 s - 50s Vsebnost suhe snovi (ut. %): 52 - 55
Topnost v vodi: Ni bila določena
Izdelek vsebuje 6 % - 7 % hlapnih organskih komponent, ki so regulirani z uredbo o emisiji hlapnih organskih spojin.
Sestava s podatki o nevarnih sestavinah končnega prekrivnega laka
Preglednica 8: Zdravju in okolju nevarne kemijske sestavine končnega prekrivnega laka
Kemijsko ime Konc. % CAS št.
2-Butoksietanol 2,5-10 111-76-2
Preglednica 9: Fizikalne in kemijske lastnosti končnega prekrivnega laka
Izgled: Tekočina
Barva: Brezbarvna Vonj: Specifičen za disperzijske premaze
pH: Ni podatka
Vrelišče: 100 o C Voda, destilirana
Plamenišče: Ni podatka
Gostota (kg/l): 1,03-1,04 ISO 2811 Iztočni čas: DIN4 20 °C 45 s – 65 s Vsebnost suhe snovi (ut. %): 35-39
Topnost v vodi: Se meša
Izdelek vsebuje 8 % - 10 % hlapnih organskih komponent, ki so regulirani z uredbo o emisiji hlapnih organskih spojin.
3.4 METODE
3.4.1 Merjenje debeline suhega filma laka
Debelino suhega filma smo merili po standardu (SIST EN ISO 2808:1999). Vzorce dimenzije 400 mm x 800 mm smo razžagali na manjše reprezentativne vzorce, katere smo uporabljali za nadaljnjo meritev. Na sliki 4 vidimo pripravljene vzorce. Debelino filma smo merili z mikroskopom kot prikazuje slika 5 pri povečavi 120 x. Ena enota na merilni skali znaša 83 µm. Meritev smo ponovili 5 krat na istem vzorcu.
Slika 4: Priprava vzorcev za merjenje debeline filma
Slika 5: Merjene debeline filma
3.4.2 Merjenje oprijemnosti premaznih sistemov
Oprijemnost premaznih sistemov smo merili po standardu (SIST EN ISO 4624 ). Vzorce smo predhodno pripravili tako, da smo površino laka rahlo obrusili s finim brusnim papirjem, zaradi boljšega oprijema čepa na površino. Čepe smo prilepili z dvokomponetnim lepilom, tako kot zahteva standard. Slika 6 prikazuje pripravo vzorcev.
Slika 6: Priprava vzorca za merjenje oprijemnosti
Slika 7: Naprava za merjenje oprijemnosti
3.4.3 Merjenje odpornosti proti udarcem
Odpornost proti udarcem smo merili po standardu (SIST ISO 4211-4:1995). Postopek merjenja odpornosti je potekal tako, da smo na vsakem vzorcu izvedli serijo udarcev spusta uteži z različnih višin. Začeli smo z višine 25 mm in nadaljevali na višje višine toliko časa, da smo dobili različne ocene površin vtisnjene kroglice.
Slika 8: Naprava za merjenje odpornosti proti udarcem
3.4.4 Merjenje odpornosti proti razenju površine
Odpornost proti razenju smo merili po standardu (ISO 4211-5). Ocenjevali smo poškodbe, nastale na površini laka, katero naredi konica naprave. Začeli smo z manjšo silo, nato pa nadaljevali z višjimi silami vse do spremembe na površini, zaradi katere smo na koncu dobili različne ocene.
Slika 9: Naprava za merjenje razenja površine
